臺(tái)積電的最新技術(shù)布局

　　據(jù)臺(tái)積電在最新年報(bào)中披露，2021年，臺(tái)積公司為535個(gè)客戶生產(chǎn)1萬2,302種不同的產(chǎn)品。其應(yīng)用范圍涵括整個(gè)電子應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，包括于個(gè)人計(jì)算機(jī)與其周邊產(chǎn)品、信息應(yīng)用產(chǎn)品、有線與無線通訊系統(tǒng)產(chǎn)品、高效能運(yùn)算服務(wù)器與數(shù)據(jù)中心、汽車與工業(yè)用設(shè)備，以及包括數(shù)位電視、游戲機(jī)、數(shù)字相機(jī)等消費(fèi)性電子、人工智能物聯(lián)網(wǎng)及穿戴式設(shè)備，與其他許多產(chǎn)品與應(yīng)用。

　　能夠獲得這樣的成就，與公司持之以恒的技術(shù)投入有重要的關(guān)系。按照臺(tái)積電所說，公司去年全年研發(fā)總支出占營收之7.9%，此一研發(fā)投資規(guī)模相當(dāng)于或超越了許多其他高科技領(lǐng)導(dǎo)公司的規(guī)模。這也幫助公司在多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行了布局。從財(cái)報(bào)可以看到，除了發(fā)展互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)邏輯技術(shù)，臺(tái)積公司廣泛的對(duì)其他半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，以提供客戶行動(dòng)系統(tǒng)單芯片(SoC)及其他應(yīng)用所需的功能。

　　具體而言，臺(tái)積電在2021年完成的技術(shù)包括以下這些：

　　1、通過第五代(Gen-5)CoWoS的驗(yàn)證，硅中介層面積高達(dá)2,500平方毫米，可容納至少二個(gè)系統(tǒng)單晶邏輯芯片和八個(gè)高頻寬存儲(chǔ)器(HBM)小芯片堆棧;

　　2、成功驗(yàn)證第七代整合型扇出層疊封裝技術(shù)(InFO-PoP)， 可支援具備增強(qiáng)散熱性的行動(dòng)應(yīng)用;

　　3、開始生產(chǎn)第三代整合型扇出暨基板封裝技術(shù)(InFO-oS Gen-3)，提供更多的芯片分割及整合，擁有更大的封裝尺寸和更高的頻寬;

　　4、擴(kuò)大90納米、55納米、40納米以及22納米技術(shù)的十二吋BCD技術(shù)組合，支援不同整合度的各種快速成長的行動(dòng)電源管理芯片應(yīng)用;

　　5、維持28納米嵌入式快閃存儲(chǔ)器的穩(wěn)定高良率且達(dá)成技術(shù)驗(yàn)證，支援消費(fèi)電子級(jí)與第一級(jí)車用電子技術(shù)應(yīng)用;

　　6、40納米電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)進(jìn)入量產(chǎn)，28納米和22納米準(zhǔn)備量產(chǎn)，以作為價(jià)格敏感的物聯(lián)網(wǎng)市場的低成本解決方案;

　　7、增加22納米磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)生產(chǎn)率，于2021年完成技術(shù)驗(yàn)證，以支援下一世代嵌入式存儲(chǔ)器MCU、車用電子元件、物聯(lián)網(wǎng)，以及人工智能應(yīng)用;

　　8、在四相偵測(Quad Phase Detection, QPD)CMOS傳感器結(jié)構(gòu)達(dá)成13%的畫素尺寸微縮，支援行動(dòng)影像市場。

　　而截止2021年，臺(tái)積電已經(jīng)開發(fā)或已提供的制程技術(shù)包括：

　　邏輯制程技術(shù)

　　3納米鰭式場效晶體管制程(Fin Field-Effect Transistor, FinFET)(N3)技術(shù)開發(fā)依照計(jì)劃進(jìn)行并有很好的進(jìn)展，并預(yù)計(jì)于2022下半年開始量產(chǎn)。

　　N3增強(qiáng)型(N3E)技術(shù)系N3技術(shù)的強(qiáng)化版，技術(shù)開發(fā)依照計(jì)劃進(jìn)行并有很好的進(jìn)展。N3E技術(shù)將持續(xù)針對(duì)行動(dòng)通訊與高效能運(yùn)算應(yīng)用提供領(lǐng)先業(yè)界的優(yōu)勢(shì)，量產(chǎn)時(shí)間預(yù)計(jì)在N3量產(chǎn)后一年進(jìn)行。

　　4納米FinFET(N4)技術(shù)為5納米FinFET(N5)技術(shù)的強(qiáng)化版，已于2021年為客戶產(chǎn)品試產(chǎn)，并預(yù)計(jì)于2022年量產(chǎn)。

　　4納米FinFET強(qiáng)效版(4nm FinFET Plus, N4P)技術(shù)開發(fā)依照計(jì)劃進(jìn)行并有很好的進(jìn)展，并預(yù)計(jì)于2022年試產(chǎn)。

　　N4X制程技術(shù)于2021年推出。此一技術(shù)系臺(tái)積公司針對(duì)高效能運(yùn)算產(chǎn)品所量身打造，在臺(tái)積公司5納米系列制程技術(shù)中，展現(xiàn)極致效能與最高運(yùn)作時(shí)脈，預(yù)計(jì)于2023年上半年試產(chǎn)。

　　5納米FinFET強(qiáng)效版(N5P)技術(shù)為N5技術(shù)的效能強(qiáng)化版技術(shù)，已于2021年量產(chǎn)。

　　6納米FinFET(N6)技術(shù)于2020年量產(chǎn)，并于2021年廣泛應(yīng)用于手機(jī)、高效能運(yùn)算，以及消費(fèi)性電子產(chǎn)品。

　　7納米FinFET(N7)及7納米FinFET強(qiáng)效版(N7+)技術(shù)已為客戶量產(chǎn)5G及高效能運(yùn)算產(chǎn)品多年，并于2021年開始為客戶量產(chǎn)消費(fèi)性電子與車用產(chǎn)品。

　　12納米FinFET精簡型強(qiáng)效版(12nm FinFET Compact Plus, 12FFC+)技術(shù)于2021年第一季量產(chǎn)。

　　奠基于12FFC+的技術(shù)及硅智財(cái)生態(tài)系統(tǒng)的N12eTM技術(shù)，于2021年推出新的極低漏電的極高閥值元件(Extreme High Threshold Voltage, eHVT)。

　　22納米超低漏電(Ultra-Low Leakage, ULL)(22ULL)技術(shù)于2021年推出新的強(qiáng)化版低漏電及具有成本效益的元件，進(jìn)一步強(qiáng)化22ULL技術(shù)平臺(tái)，以支援客戶更廣泛的產(chǎn)品應(yīng)用。

　　特殊制程技術(shù)

　　5納米車用基礎(chǔ)硅智財(cái)(Foundation IP)開發(fā)依照計(jì)劃進(jìn)行并有很好的進(jìn)展，并預(yù)計(jì)于2022年通過AEC-Q100 Grade-2驗(yàn)證。

　　N6射頻(Radio Frequency, RF)(N6 RF)技術(shù)于2021年開發(fā)完成，客戶產(chǎn)品投片預(yù)計(jì)于2022年開始。

　　16納米FinFET精簡型(16nm FinFET Compact, 16FFC)射頻技術(shù)于2021接獲多個(gè)客戶產(chǎn)品的投片。

　　22ULL RF技術(shù)于2021年開始量產(chǎn)，涵蓋消費(fèi)性電子與車用產(chǎn)品等應(yīng)用。

　　22ULL嵌入式RRAM技術(shù)是臺(tái)積公司第二代RRAM解決方案，具備成本和可靠性的平衡。2021年已有多個(gè)客戶采用此一技術(shù)完成產(chǎn)品驗(yàn)證并準(zhǔn)備生產(chǎn)。

　　22ULL嵌入式MRAM技術(shù)硅智財(cái)于2021年完成超過100萬次的循環(huán)操作耐久性和回流焊接能力的驗(yàn)證。此一技術(shù)展現(xiàn)了汽車AEC-Q100 Grade-1能力，并已為客戶量產(chǎn)穿戴式產(chǎn)品多年。

　　28納米ULL嵌入式快閃存儲(chǔ)器制程(eFlash)已通過AEC-Q100 Grade-1可靠性認(rèn)證技術(shù)，于2021年完成安全產(chǎn)品驗(yàn)證，并將為客戶量產(chǎn)。

　　十二吋晶圓40納米絕緣層上覆硅(Silicon On Insulator, SOI)(N40SOI)技術(shù)提供領(lǐng)先業(yè)界的競爭優(yōu)勢(shì)，于2021年接獲多家客戶產(chǎn)品投片，并預(yù)計(jì)2022年開始量產(chǎn)。

　　十二吋90納米雙載子-互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體-擴(kuò)散金屬氧化半導(dǎo)體強(qiáng)效版(Bipolar-CMOS-DMOS Plus, BCD Plus)技術(shù)于2021年通過驗(yàn)證。臺(tái)積公司也于同年協(xié)助客戶完成新的設(shè)計(jì)定案，并采用此一技術(shù)開始量產(chǎn)。

　　第一代硅基板氮化鎵(Gallium Nitride on Silicon)技術(shù)平臺(tái)于2021年完成進(jìn)一步強(qiáng)化，以支援客戶多元的市場應(yīng)用。第二代硅基板氮化鎵技術(shù)平臺(tái)開發(fā)中，并預(yù)計(jì)于2022年完成開發(fā)。

　　持續(xù)精進(jìn)互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體影像傳感器(CMOS Image Sensor, CIS)技術(shù)，因應(yīng)智慧手機(jī)對(duì)先進(jìn)影像傳感器的強(qiáng)勁需求。2021年，臺(tái)積公司協(xié)助客戶將世界最小畫素的產(chǎn)品導(dǎo)入市場。

　　臺(tái)積公司成功于2021年采用壓電(Piezoelectric)微機(jī)電(Micro Electro-mechanical Systems, MEMS) (Piezoelectric MEMS)技術(shù)協(xié)助客戶推出首款微機(jī)電單芯片揚(yáng)聲器。

　　具體而言，臺(tái)積電的特殊技術(shù)和應(yīng)用覆蓋如下所示：

　　(1)混合訊號(hào)/射頻

　　隨著第五代行動(dòng)通訊技術(shù)(5G)毫米波時(shí)代的到來，臺(tái)積公司已經(jīng)提供了許多利用射頻設(shè)計(jì)-技術(shù)協(xié)同優(yōu)化(DTCO)具有競爭力的技術(shù)解決方案。2021年，臺(tái)積公司持續(xù)提供6納米射頻技術(shù)支援5G收發(fā)器設(shè)計(jì)，也提供40納米特殊制程支援在6GHz以下設(shè)計(jì)的5G射頻前端模塊(FEM)，以及提供28納米高效能精簡型強(qiáng)效版(HPC+)制程支援5G毫米波FEM設(shè)計(jì)。

　　(2)電源IC/雙極-互補(bǔ)金屬氧化半導(dǎo)體-雙重?cái)U(kuò)散金屬氧化半導(dǎo)體(BCD)

　　2021年，臺(tái)積公司擴(kuò)大其十二吋BCD技術(shù)的制程組合，涵蓋90納米、55納米、40納米以及22納米，以因應(yīng)快速成長的行動(dòng)電源管理芯片應(yīng)用，例如專用的5伏電源開關(guān)，以因應(yīng)鋰電池驅(qū)動(dòng)的功耗成長需求。90納米BCD技術(shù)順利進(jìn)入量產(chǎn)，支援5伏到35伏的廣泛應(yīng)用，40納米BCD 20/24伏技術(shù)也開始量產(chǎn)，具備超低功耗基準(zhǔn)與整合式可變電阻存儲(chǔ)器模塊。公司將持續(xù)開發(fā)28伏及5-16伏高壓元件以涵蓋更多的電源管理芯片應(yīng)用。

　　(3)微機(jī)電系統(tǒng)

　　2021年，臺(tái)積公司完成壓電微機(jī)電技術(shù)的驗(yàn)證，以生產(chǎn)具備高音質(zhì)及快速響應(yīng)的微機(jī)電揚(yáng)聲器。未來計(jì)劃包含開發(fā)下一世代高敏感度壓電麥克風(fēng)、十二吋晶圓微機(jī)電光學(xué)影像穩(wěn)定(Optical Image Stabilization, OIS)系統(tǒng)、醫(yī)療用單芯片超音波傳感器，以及車用微機(jī)電應(yīng)用。

　　(4)氮化鎵半導(dǎo)體

　　2021年，臺(tái)積公司第一代650伏氮化鎵增強(qiáng)型高電子移動(dòng)率晶體管(E-HEMT)完成驗(yàn)證，進(jìn)入全產(chǎn)能量產(chǎn)，市場已推出超過130款充電器。公司持續(xù)擴(kuò)充產(chǎn)能以滿足客戶的需求。第二代650伏和100伏E-HEMT之質(zhì)量因素(FOM)皆較第一代提升50%，預(yù)計(jì)于2022年投入生產(chǎn)。100伏空乏型氮化鎵高電子移動(dòng)率晶體管(D-HEMT)已完成元件開發(fā)，預(yù)計(jì)于2022投入生產(chǎn)。此外，臺(tái)積公司也開始開發(fā)第三代650伏增強(qiáng)型高電子移動(dòng)率晶體管，預(yù)計(jì)于2025年推出。

　　(5)互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)影像傳感器

　　2021年，臺(tái)積公司在互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體影像傳感器技術(shù)獲得數(shù)項(xiàng)技術(shù)進(jìn)展，包括：

　　(a)在嶄新的四相偵測(Quad Phase Detection, QPD)傳感器結(jié)構(gòu)上畫素尺寸微縮13%，可支援行動(dòng)影像感測市場;

　　(b)電容在雙重轉(zhuǎn)換增益(Dual Conversion Gain)與橫向溢出集合電容(Lateral Overflow Integrating Capacitor)影像傳感器上實(shí)現(xiàn)畫素內(nèi)嵌式三維高密度金屬-介電質(zhì)-金屬(MiM)，支援高動(dòng)態(tài)范圍機(jī)械視覺與安全相機(jī)的應(yīng)用;

　　(c)量產(chǎn)新世代車用影像傳感器，具有比前幾代產(chǎn)品高25dB的動(dòng)態(tài)范圍與低三倍的暗態(tài)電流，與可應(yīng)用于自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)之能力。

　　(6)嵌入式快閃存儲(chǔ)器/新興存儲(chǔ)器

　　2921年，臺(tái)積公司在嵌入式非揮發(fā)性存儲(chǔ)器(Non-volatile Memory, NVM)技術(shù)領(lǐng)域達(dá)成數(shù)項(xiàng)重要的里程碑。在28納米制程方面，支援高效能行動(dòng)運(yùn)算與高效能低漏電制程平臺(tái)的嵌入式快閃存儲(chǔ)器開發(fā)維持穩(wěn)定的高良率，并已通過消費(fèi)性電子級(jí)與第一級(jí)車用電子技術(shù)驗(yàn)證，預(yù)計(jì)于2023年完成最高規(guī)格第零級(jí)車用電子技術(shù)與產(chǎn)品驗(yàn)證。臺(tái)積公司亦提供電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器技術(shù)，作為低成本嵌入式非揮發(fā)性存儲(chǔ)器解決方案，支援對(duì)價(jià)格敏感的物聯(lián)網(wǎng)市場。40納米進(jìn)入量產(chǎn)，而28納米和22納米已準(zhǔn)備量產(chǎn)。

　　臺(tái)積公司也在嵌入式磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器完成數(shù)項(xiàng)重要成就。已量產(chǎn)的22納米MRAM，透過簡化整合制程已成功提高產(chǎn)能，于2021年完成技術(shù)驗(yàn)證。支援車用電子應(yīng)用的16納米制程亦維持穩(wěn)定的高良率，預(yù)計(jì)于2023年完成技術(shù)驗(yàn)證。同時(shí)，臺(tái)積公司完成了多功能磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器之可行性評(píng)估，以因應(yīng)客戶在微控制器(MCU)、人工智能，以及虛擬實(shí)境(VR)應(yīng)用上高速及低功耗之要求。

　　3DFabricTM ：臺(tái)積公司先進(jìn)封裝技術(shù)

　　TSMC-SoICTM(系統(tǒng)整合芯片)三維硅堆棧制程技術(shù)中的芯片對(duì)晶圓(Chip on Wafer, CoW)技術(shù)，成功于2021年在客戶產(chǎn)品的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Static Random Access Memory, SRAM)與邏輯芯片的異質(zhì)整合(Heterogeneous integration)上，展現(xiàn)出優(yōu)異的電性表現(xiàn)。

　　CoWoS®-S(Chip on wafer on substrate with silicon interposer)技術(shù)于2021年新增了嵌入式深溝槽電容的選擇以及擴(kuò)大硅基板至三倍光罩尺寸，并且完成驗(yàn)證，協(xié)助客戶在高效能運(yùn)算產(chǎn)品運(yùn)用上，能夠整合更多的邏輯與高頻寬存儲(chǔ)器(High Bandwidth Memory)。

　　CoWoS®-R(Chip on wafer on substrate with redistribution layer interposer)技術(shù)于2021年完成技術(shù)驗(yàn)證。

　　用于N 4晶圓覆晶封裝的細(xì)小間距陣列銅凸塊(C u bump)技術(shù)于2021年成功進(jìn)入試產(chǎn)。2021年，臺(tái)積公司致力于維系與許多世界級(jí)研究機(jī)構(gòu)的強(qiáng)力合作關(guān)系，包括美國的SRC及比利時(shí)的IMEC。公司亦持續(xù)擴(kuò)大與全球頂尖大學(xué)的研究合作，達(dá)到半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)步和培育未來人才的二大目標(biāo)。

　　2021年的研究成果

　　在財(cái)報(bào)上，臺(tái)積電還分享了公司在2021年的研究成果。首先看工藝制造方面：

　　(1)3納米制程技術(shù)

　　2021年，臺(tái)積公司建立平臺(tái)支援N3技術(shù)，支援高效能運(yùn)算及系統(tǒng)單芯片應(yīng)用，也開始試產(chǎn)，預(yù)計(jì)于2022年下半年開始量產(chǎn)。臺(tái)積公司也開始開發(fā)N3E技術(shù)，改善了生產(chǎn)制程容許范圍，具備更佳的效能與功耗，預(yù)計(jì)于N3制程量產(chǎn)一年之后量產(chǎn)。

　　(2)2納米制程技術(shù)

　　2021年，臺(tái)積公司進(jìn)入2納米制程技術(shù)的開發(fā)階段，著重于測試載具之設(shè)計(jì)與實(shí)作、光罩制作，以及硅試產(chǎn)。主要進(jìn)展在于提升基礎(chǔ)制程設(shè)定、晶體管與導(dǎo)線效能。

　　(3)微影技術(shù)

　　2021年，臺(tái)積公司的研發(fā)組織藉由提升晶圓良率達(dá)到可靠影像以支援3納米試產(chǎn)，公司也提升極紫外光(EUV)的應(yīng)用、降低材料缺陷與增進(jìn)平坦化的能力以支援2納米技術(shù)的開發(fā)。此外，臺(tái)積公司研發(fā)單位致力于減少EUV曝光機(jī)光罩缺陷及制程堆棧誤差，并降低整體成本。

　　臺(tái)積公司的EUV項(xiàng)目在功率輸出及穩(wěn)定性上有持續(xù)性的突破，進(jìn)一步提升生產(chǎn)力，在EUV微影制程控制、光阻材料光罩保護(hù)膜，以及光罩生產(chǎn)質(zhì)量皆有進(jìn)一步進(jìn)展，進(jìn)而提升良率，以達(dá)到大量生產(chǎn)所需的要求。未來，公司將持續(xù)研究下一世代產(chǎn)品的生產(chǎn)與節(jié)能契機(jī)，以支援EUV項(xiàng)目達(dá)成2050年凈零排放的長期目標(biāo)。

　　(4)光罩技術(shù)

　　2021年，研發(fā)組織聚焦于提升極紫外光光罩在線寬控制和光罩層疊精準(zhǔn)度的表現(xiàn)以符合3納米微影制程的要求。藉由2納米光罩材料與光罩制程的基礎(chǔ)開發(fā)，臺(tái)積公司持續(xù)精進(jìn)極紫外光光罩技術(shù)。

　　來到導(dǎo)線與封裝技術(shù)整合方面，臺(tái)積公司將晶圓級(jí)芯片到芯片制程之細(xì)間距連接技術(shù)命名為3DFabricTM，其中包括在互連之前嵌入芯片的整合型扇出(InFO)、將芯片嵌入預(yù)制的線路重布層(RDL)上的CoWoS®，以及芯片與芯片直接堆棧的SoIC。

　　臺(tái)積公司提供通用晶圓級(jí)系統(tǒng)整合(WLSI)技術(shù)系列，包括SoIC、晶圓上系統(tǒng)(SoW)和整合基板系統(tǒng)(SoIS)，以滿足未來運(yùn)算系統(tǒng)整合微縮的需求。在2021年，公司也取得了下述進(jìn)展。

　　1.三維集成電路(3DIC)與系統(tǒng)整合芯片(TSMC-SoICTM)

　　系統(tǒng)整合芯片(TSMC-SoICTM)是創(chuàng)新的晶圓級(jí)前段三維集成電路(3DIC)芯片堆棧平臺(tái)，具有卓越的接合密度、互連頻寬、功耗效率和薄形輪廓，可透過系統(tǒng)級(jí)微縮來延續(xù)摩爾定律，具有持續(xù)性的效能提升和相對(duì)應(yīng)的成本優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)整合芯片接下來可以使用傳統(tǒng)封裝或臺(tái)積公司嶄新的3DFabricTM技術(shù)，例如CoWoS®或整合型扇出來做封裝，以支援下一世代高效能運(yùn)算(HPC)、人工智能(AI)和行動(dòng)應(yīng)用產(chǎn)品。

　　目前臺(tái)積公司的SoIC制程預(yù)計(jì)于2022年下半年完成初步驗(yàn)證。臺(tái)積公司將繼續(xù)追求系統(tǒng)整合芯片技術(shù)的微縮，以便與臺(tái)積公司先進(jìn)的硅技術(shù)保持一致，進(jìn)一步提高晶體管密度、系統(tǒng)PPA(功耗、性能及面積)，以及成本的優(yōu)勢(shì)。

　　2.后芯片(Chip-Last)CoWoS®

　　含有硅中介層的CoWoS®是針對(duì)高端高效能運(yùn)算與人工智能產(chǎn)品應(yīng)用的2.5D領(lǐng)先技術(shù)。此技術(shù)之硅中介層具有次微米級(jí)的繞線層和整合電容(integrated Capacitors, iCap)，因此可以在上面放置系統(tǒng)單芯片(SoC)和高頻寬存儲(chǔ)器(HBM)等各種小芯片。第五代CoWoS®的硅中介層面積高達(dá)2,500平方毫米，可容納至少二個(gè)SoC邏輯芯片和八個(gè)HBM堆棧，已于2021年通過驗(yàn)證。2022年，臺(tái)積公司的主要重點(diǎn)在于完成驗(yàn)證CoWoS®技術(shù)上嶄新的第三代HBM。

　　3.先芯片(Chip-First)整合型扇出(InFO)

　　2021年，臺(tái)積公司持續(xù)領(lǐng)先業(yè)界大量生產(chǎn)第六代整合型扇出層疊封裝技術(shù)(InFO-PoP Gen-6)以支援行動(dòng)應(yīng)用，并生產(chǎn)第三代整合型扇出暨基板封裝技術(shù)(InFO-oS Gen-3)支援HPC晶粒分割的應(yīng)用。第七代InFO-PoP也已成功通過驗(yàn)證支援行動(dòng)應(yīng)用和增強(qiáng)散熱性能。第四代InFO-oS如期完成開發(fā)，可提供更多的芯片分割，整合更大的封裝尺寸和更高的頻寬。

　　4.先進(jìn)導(dǎo)線技術(shù)

　　藉由實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先技術(shù)，臺(tái)積公司先進(jìn)的導(dǎo)線技術(shù)持續(xù)協(xié)助客戶強(qiáng)化競爭力2021年，嶄新材料的開發(fā)達(dá)成了導(dǎo)線電阻與電容的降低，以提升芯片效能。此外，導(dǎo)入創(chuàng)新的導(dǎo)線訊號(hào)布線與功耗設(shè)計(jì)，可提升芯片效能，并同時(shí)降低成本。

　　正在研究的先進(jìn)技術(shù)

　　元件及材料的創(chuàng)新持續(xù)提升先進(jìn)邏輯技術(shù)的效能并降低功耗。2021年，臺(tái)積公司與二所一流大學(xué)合作，成功展示一個(gè)在半金屬鉍(Bi)和半導(dǎo)體的單原子層二維過渡金屬二硫族化合物間的創(chuàng)紀(jì)錄低接觸電阻，實(shí)現(xiàn)了單原子層二硫化鉬二維晶體管的最高導(dǎo)通狀態(tài)電流密度。

　　2021年五月，此項(xiàng)突破發(fā)表于全球最重要科學(xué)期刊之一的《自然》(Nature)。在2021年舉行的國際電子元件會(huì)議(International Electron Device Meeting, IEDM)，臺(tái)積公司展示了另一項(xiàng)接觸技術(shù)，進(jìn)一步提升熱穩(wěn)定性和相對(duì)的低接觸電阻，該成果亦獲得正面的媒體報(bào)導(dǎo)。

　　臺(tái)積公司持續(xù)研究新興的高密度、非揮發(fā)性存儲(chǔ)器元件和硬件加速器以支援人工智能和高效能運(yùn)算應(yīng)用。臺(tái)積公司與美國重點(diǎn)大學(xué)密切合作，在國際固態(tài)電路會(huì)議(International Solid-State Circuits Conference, ISSCC)和超大型集成電路技術(shù)與電路研討會(huì)(Symposiaon VLSI Technology and Circuits, Symp. VLSI)等高規(guī)格會(huì)議上發(fā)表了數(shù)篇關(guān)于使用電阻式存儲(chǔ)器(RRAM)進(jìn)行存儲(chǔ)器內(nèi)運(yùn)算的論文。存儲(chǔ)器選擇器是實(shí)現(xiàn)高密度非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的關(guān)鍵元件。

　　在2021年的超大型集成電路技術(shù)與電路研討會(huì)，臺(tái)積公司展示了一種高效能無砷的鍺碳碲閾值型選擇器，具有超過1011次循環(huán)的創(chuàng)紀(jì)錄高耐久性，以及約1.3伏的低閾值電壓和約5納安培的低漏電流。

　　在2021年的國際電子元件會(huì)議，臺(tái)積公司進(jìn)一步推出了一種氮摻雜的鍺碳碲選擇器，能夠與后段制程兼容并且具有超低的循環(huán)到循環(huán)間的閾值電壓變動(dòng)。臺(tái)積公司也在2021年的超大型集成電路技術(shù)與電路研討會(huì)上展示了數(shù)種新技術(shù)來達(dá)成多階存儲(chǔ)器單元(MLC)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，支援神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，包括多階存儲(chǔ)器單元的相變化存儲(chǔ)器(PCM)，其保留時(shí)間提高了10萬倍，同時(shí)將推論的準(zhǔn)確度下降保持在3%以內(nèi)。

　　圖片說明：以上計(jì)劃之研發(fā)經(jīng)費(fèi)約占2022年總研發(fā)預(yù)算之80%，而總研發(fā)預(yù)算預(yù)估約占2022全年?duì)I收的8%。

　　為保持公司的技術(shù)領(lǐng)先地位，臺(tái)積電表示，公司計(jì)劃持續(xù)大量投資研發(fā)。在臺(tái)積公司3納米及2納米先進(jìn)CMOS邏輯技術(shù)持續(xù)進(jìn)展時(shí)，臺(tái)積公司的前瞻研發(fā)工作將聚焦于2納米以

　　下的技術(shù)、三維晶體管、新存儲(chǔ)器，以及低電阻導(dǎo)線等領(lǐng)域，為未來技術(shù)平臺(tái)建立堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　臺(tái)積公司的3DIC先進(jìn)封裝研發(fā)，正在開發(fā)子系統(tǒng)整合的創(chuàng)新，以進(jìn)一步增強(qiáng)先進(jìn)的CMOS邏輯應(yīng)用。公司亦加強(qiáng)聚焦于特殊制程技術(shù)，例如射頻及三維智能傳感器，以支援5G及智能物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。

　　先進(jìn)技術(shù)研究部門持續(xù)專注于未來八至十年后可能采用的新材料、制程、元件和存儲(chǔ)器。臺(tái)積公司也持續(xù)與學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等外部研究機(jī)構(gòu)合作，旨在為客戶盡早了解和采用未來具有成本效益的技術(shù)和制造解決方案。

　　憑借著高度稱職及專注的研發(fā)團(tuán)隊(duì)及其對(duì)創(chuàng)新的堅(jiān)定承諾，臺(tái)積公司有信心能夠透過提供客戶有競爭力的半導(dǎo)體技術(shù)，推動(dòng)未來業(yè)務(wù)的成長和獲利。